超长深埋隧道有没有打通的可能性

重力既给人类带来便利，也给人类带来很大的困难。居住在山区的人，一抬脚不是上山，就是下山，给交通带来无限的困难，所以山区的经济发展总是跟不上平原，甚至重庆的棒棒军成为一个城市的标志。同样重力给水的流动规定了特有的路线，需要水的地方却没有水。然而人类的智慧是无穷尽的，全世界目前已经存在大大小小上百个引水工程。当代的引水工程大多数是解决城市供水不足的问题。但是，对于中国而言，南方的长江每年有超过8000亿立方的径流量，北方的黄河却只有560亿立方的径流量，而三北地区更是极其干旱，荒漠化和干旱面积超过我国总国土面积的三分之一，对于这样的危局，全国人民基本上取得了一致的意见：利用现代科学技术，采取大规模远程调水。

但是，我总结了各种各样的调水方案，归结出这些调水方案的缺点是路程长，工程复杂，难于克服山高沟深，工程系统不稳定的问题。例如，藏水入疆计划，需要修建十几个水库，穿越十几座大山，横跨十几个河流，打通几百公里的隧道，修建几千公里的水渠，架高几十个过水桥梁，钻通几十个渡槽，甚至需要提升水头，还会遇到渗漏、冰冻、地震等等问题，还有涉及大量人口搬迁问题。路程越长，工程量越大，工程越精密，技术难度越大，投资越多，危险因素越多。但是相对而言，深埋超长隧道却可以避免这所有的缺点，超长隧道不需要渡槽，不需要桥梁，不需要渠道维护，不需要穿越河流，不需要穿过雪山，不需要提升水头，不需要搬迁人口，经济节俭能够长期使用。相比较而言，只要能够打通，技术粗糙一些也无所谓。当然，使用隧道引水还有一个很大的优点是利用它保温性能，达到常年引水的目的。地层有保温能力，一般来说地下十几米就是恒温层，一年四季温度不变，而地层中一般都有地热，所以使用隧道引水可以避免冬季结冰的烦恼。隧道引水还有一个优点就是不存在漏水问题，即便是漏水，在隧道中也只能渗漏到地缝中，如果地缝联通北方，那更好，省去了修筑明渠的烦恼。

所以，对于诸多的藏水北调建议，我是非常看好超长深埋隧道的。但是超长深埋隧道没有先例，大家都持怀疑态度，慎重态度，那么超长深埋隧道有没有实现的可能性呢？

目前，我国的隧道技术越来越发达。以地铁为例，西安有六条地铁路线，总里程为212.65公里；北京地铁有19条运营线路，总里程大约为574公里；上海地铁有14条运营线路，总里程超过660公里；广州地铁有10条运营线路，总里程大约为310公里。目前中国各个大城市都有地铁计划。地铁技术已经基本成熟，大量的隧道凿钻技术得到应用。再看铁路，中国铁路隧道不计其数，其中最长的有：南昆线米花岭隧道长9392米，西康线秦岭1线隧道长18456米，京原线驿马岭隧道长7032米，侯月线云台山2线隧道长8178米，大秦线军都山隧道长8460米，朔黄线长梁山隧道长12782米，宝中线六盘山隧道长5240米，京广线大瑶山隧道长14294米，渝怀线园梁山隧道长11068米，内昆线黄莲坡隧道长5306米，溪田线八盘岭隧道长6340米，南疆线奎先隧道长6152米，横南线分水关隧道长7252米，南回线中央隧道长8070米，北回线观音隧道长7757米，兰新线乌鞘岭特长隧道长20050米，青藏铁路新关角隧道全长32.645公里（到2017年时还是中国最长隧道，居全球隧道长度第五。）

应用以上实例目的是想说明一个问题，我国目前的隧道开凿技术已经基本成熟。既然已经成熟，为什么人们依然对深埋超长隧道望而生畏呢？我想主要是以下原因：第一是害怕发生隧道内部不安全事件，例如坍塌、岩爆、灌水、滑溜、地热；第二是害怕超长隧道的供氧不足；第三四害怕开挖的土石的运输问题；第四，害怕隧道压力过大，衬底和稳固技术不过关。

现在我们就针对以上问题分别分析。

首先，水利隧道是所有隧道中安全要求最低的。包括高铁隧道，铁路隧道，地铁隧道，矿山隧道，电缆隧道，公路隧道，水利隧道，这些隧道中由于铁路公路需要通行人员和车辆，其技术要求最高，安全要求也最高，包括矿山隧道，由于有设备、矿物和人员的进出，所以也有很高的安全要求，有了这些安全要求，所以隧道技术就非常复杂，技术难度也就很大。但是，水利隧道是所有隧道中安全要求最低的，因为它既不通行设备，也不通行人员，只要水能够流通就可以。所以它只要能够打通，甚至不需要做衬底和稳固。土壤侵蚀分为重力侵蚀、水力侵蚀、冻融侵蚀、风力侵蚀、人为侵蚀和化学侵蚀。水是超级溶剂，世界上所有的岩石土壤，只要遇见水，其中的部分物质注定会被溶解侵蚀，逐渐松懈和破碎。所以只要隧道能够打通，隧道即便是发生了坍塌和拥堵，若干时间以后水也会因为溶蚀渗透和通过，最后自然打通隧道继续通水。所以，水利隧道不需要养护，养护也是无用无效的。

第二，青藏高原可能存在天然的岩石缝隙，超长隧道可以通气。河海大学科学研究院副院长陈建生研究指出，青藏高原很可能存在一个“地下水深循环”，可能存在多个溶洞，每年有超过500亿立方的水通过溶洞、高原岩石缝隙渗漏到周边的鄂尔多斯高原和甘南地区。青藏高原地表水严重渗漏，外流区的径流量有4280亿立方米，而内流区的径流量只有202亿立方米，二者相差20多倍。青藏高原地下有大规模溶洞，国家地调局成都矿产研究所在南羌塘与北羌塘各钻了一个钻孔，打到200多米的时候就出现了大溶洞。我比较认同青藏高原上存在大量溶洞的观点，青藏高原从两亿年前开始形成，八千万年前已经基本形成，也就是说青藏高原已经经过了几千万年不断的水力溶蚀过程，水沿着古老的地质缝隙不断地从青藏高原上渗漏到低洼处，这个过程持续了几千万年了，足以把坚硬的岩石溶蚀成为空洞。在塔里木盆地的和田、且末等昆仑山北麓，每年有超过10亿立方的地下水流出，这些水无疑来自于青藏高原。所以，如果打通林芝到格尔木的隧道，必然会遇见这些岩洞，所以通风换气问题应该能够解决。

第三，超长隧道产生的大量岩土如何运输和处理？这其实是一个工程量问题，不是技术问题。大量的岩土堆放在哪里呢？如果不怕工程造价增加，那么我认为恰好用来修建超级重力碾压坝。也就是说，把土方的大部分运送到藏南地区用于填埋过深的雅鲁藏布江干道。林芝到格尔木的隧道大约会产生两亿立方的土石。

当然，对于超长隧道，如果人员进出，那是极其不方便，而且是有很大危险因素的。所以，有人提出每隔几十公里增加一个竖井，竖井的作用在修建的时候用来运送设备材料、饮食人员，在工程完工以后用来把高原上的水引入隧道，实现调水功能。这个建议我觉得很好。在隧道贯通以后可以在竖井周围修建堤坝聚水，水就能够自流到隧道，一举两得。所以竖井必须修建在河流的河床附近。

对于隧道技术，我国目前有凿岩机、激光切割机、高压水切割机、深井钻台、盾构机等等大型设备，这些设备可以说“无坚不摧”。但是依然有发展的余地，有人提出制造“等离子盾构机”，这种盾构机钻头锋利，功率大，掘进速度快，效率高。如果研究成功使用到引水工程上必将产生巨大作用。另外，对于深埋超长隧洞，我们依然比较关注机器人作业采用钻爆法施工，使用全自动化的盾构机，努力实现无人进入，无人操作，这样更加安全，目前我国的机器人技术和自动化技术已经趋于成熟，相信不久的将来能够用于实际。

基于以上分析，我认为在青藏高原上修建深埋超长隧道还是有可能的。从经济效益上分析，假如深埋超长隧道比普通隧道造价高一倍，那么每米也就是贰佰万元，那么700公里也只需要1.4万亿元。这个投资如果按照类似三峡水电的效益计算回收，只需要30年就能够收回成本。如果每年调到新疆的水一半能够发电，那么和三峡水电的效益基本相当，因为尽管水量较少，但是落差比较大。

实际上，我认为深埋超长隧道的修建成本可能低于高铁的成本，原因是这个隧道不需要衬底和稳固，修筑完成以后不需要铺设电路和轨道，不需要太多的安全设施，另外修建完成必须把所有设备机器回收，这样回收利用可以减少成本。所以，很可能修筑成本远远低于一万亿。

当然以上观点成立不成立也可以先做一个试验。试验就从格尔木开始，从格尔木向柴达木河上游河床和隧道交汇点（北纬35°50′46″，东经95°01′19″海拔3696米）。这个地方距离格尔木70公里，位于唐古拉山中间。我以为，可以利用这一段隧道试验工程的难点，总结经验，吸取教训。然后向南施工。

巨大的引水效益是一个无尽的驱动力，振兴中华民族的伟大理想是无尽的驱动力。